【电路设计】+基于LM3S811的速度里程计

2019-07-31 16:16发布

本作品使用基于Cortex -M3LM3S811单片机通过开关型霍尔传感器A04E检测车轮的转数,利用SSI(同步串行通信)模块向两片级联的74HC595发送16位的数据来驱动六位数码管,其中高八位用于片选,低八位用于段选。通过一个按钮来切换显示速度和里程。1系统方案1.1 电源由于LM3S811的工作电压是3.3V,所以直接采用两节5号干电池供电。1.2 显示由于速度与里程的范围:0~40.010~700.1,只需5位即可显示。所以用23位的数码管吗组成16位的,其中第一位分别显示U和L代表速度和里程。1.2 检测采用外部中断当单片机检测到下降沿时,计数值加一。每隔一秒计算一次速度。2系统理论分析与计算2.1 数码管显示  6个数码管的段选并联,由U1控制;U2的低6位用作片选码。数据帧的大小为16位,其中0~7位为段选码,第8~13用于片选码LM3S811在上电时,所有GPIO引脚默认为输入,软件设计根据应用要求配置GPIO引脚。在使用SSI时,需通过对RCGC1寄存器中的SSI位置位使能SSI外设时钟。配置SSI为主机模式,协议模式为Freescale SPI单次传输模式。为了切换显示速度和里程,分别用定时器1和定时器2定时中断,不断刷新数码管。外加一个按钮,当键按下时初始化定时器1,显示里程;否则只初始化定时器2,显示速度。2.2  计算速度与里程在车轮一周上均匀放置6个磁钢,假设车轮半径0.5m,则车轮转一周为π m每两个磁钢之间的距离位π/6 m。磁钢检测采用外部中断,每中断一次计数器加1。再用定时器0定时中断,每隔一秒计算一次速度,v=counter*π/6 m/s转换成V=v*3.6 km/h,里程mile则一直累加。 3电路与程序设计3.1 数码管显示电路 图片1.png
2.jpg file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempksohtmlwps82DB.tmp.png file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempksohtmlwpsB7B3.tmp.png3.2 程序的设计
3.2.2程序程序采用KEIL MDK 使用C语言编写,由主程序、外中断0服务程序,T0中断服务程序、T1中断服务程序等模块组成。4. 最后效果5. 图片2.jpg 附录:源程序#include"hw_memmap.h"#include"hw_types.h"#include"ssi.h"#include"hw_ints.h"#include"sysctl.h"#include"gpio.h"#include"timer.h"#include"interrupt.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned longuchar disp_buf[6];uchar disp_buf1[6];uchar disp_tab[13]={0x003f,0x0006,0x005b,0x004f,0x0066,0x006d,0x007d,0x0007,0x007f,0x006f,0x003e,0x0038,0x0080};ulong TheSysClock=6000000;float  temp;ulong  num,counter,speed,mile;uchar v_qian,v_bai,v_shi,v_ge,l_qian,l_bai,l_shi,l_ge;ulong ulClock,ulBitRate;//  定义磁块检测  #define  PULSE_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOD#define  PULSE_PORT   GPIO_PORTD_BASE#define  PULSE_PIN    GPIO_PIN_4extern jtagwait(void);//SSI初始化void ssiInit(void){  ulBitRate=TheSysClock/10;   SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_SSI0);//使能SSI模块   SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOA);//使能SSI所在引脚   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_2);//(SSI0CLK_PORT, SSI0CLK_PIN);//将相关GPIO设置为SSI功能    GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_3);//PA3  SSI0FSS_PORT   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_4);//PA4  SSI0RX_PORT   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_5);//PA5  SSI0TX_PORT   SSIConfig(SSI0_BASE, SSI_FRF_MOTO_MODE_0, SSI_MODE_MASTER, ulBitRate, 16);//SSI配置:基址,协议格式,主/从模式,位速率,数据宽度   SSIEnable(SSI0_BASE);//  使能SSI收发}//定时器2A初始化void timer2AInit(){   ulClock = TheSysClock/150;// (60 * 8);//扫描速度在60Hz以上时,人眼才不会明显感到闪烁    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER2);     //使能Timer模块        TimerConfigure(TIMER2_BASE,TIMER_CFG_32_BIT_PER);//配置为32位周期定时器        TimerPrescaleSet(TIMER2_BASE,TIMER_BOTH,100);//配置分频值    TimerLoadSet(TIMER2_BASE, TIMER_A, ulClock);    //  设置Timer初值        TimerIntEnable(TIMER2_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);//  使能Timer超时中断         IntEnable(INT_TIMER2A);                         //  使能Timer中断    IntMasterEnable();                              //  使能处理器中断    TimerEnable(TIMER2_BASE,TIMER_A);//使能TIMER0A }//定时器1初始化void timer1AInit(){   ulClock = TheSysClock /150;// (60 * 8);//扫描速度在60Hz以上时,人眼才不会明显感到闪烁    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER1);     //使能Timer模块        TimerConfigure(TIMER1_BASE,TIMER_CFG_32_BIT_PER);//配置为32位周期定时器        TimerPrescaleSet(TIMER1_BASE,TIMER_BOTH,100);//配置分频值    TimerLoadSet(TIMER1_BASE, TIMER_A, ulClock);    //  设置Timer初值        TimerIntEnable(TIMER1_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);//  使能Timer超时中断        IntEnable(INT_TIMER1A);                         //  使能Timer中断    IntMasterEnable();                              //  使能处理器中断    TimerEnable(TIMER1_BASE,TIMER_A);//使能TIMER0A }//定时器0初始化void timer0AInit(){   ulClock = TheSysClock/10 ;// (60 * 8);//扫描速度在60Hz以上时,人眼才不会明显感到闪烁    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER0);     //使能Timer模块        TimerConfigure(TIMER0_BASE,TIMER_CFG_32_BIT_PER);//配置为32位周期定时器        TimerPrescaleSet(TIMER0_BASE,TIMER_BOTH,100);//配置分频值    TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, ulClock);    //  设置Timer初值        TimerIntEnable(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);//  使能Timer超时中断        IntEnable(INT_TIMER0A);                         //  使能Timer中断    IntMasterEnable();                              //  使能处理器中断    TimerEnable(TIMER0_BASE,TIMER_A);//使能TIMER0A }//系统时钟初始化void systeminit(){   SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_1|SYSCTL_USE_OSC|SYSCTL_OSC_MAIN|SYSCTL_XTAL_6MHZ);        SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC|PULSE_PERIPH);        GPIOPinTypeGPIOInput(PULSE_PORT,PULSE_PIN);//设置磁块检测PD4为输入        GPIOIntTypeSet(PULSE_PORT, PULSE_PIN,GPIO_FALLING_EDGE);//GPIO_LOW_LEVEL);        GPIOPinIntEnable(PULSE_PORT, PULSE_PIN);        IntEnable(INT_GPIOD);}void GPIO_D_IntHandler(void){ulong ulstatus;ulstatus=GPIOPinIntStatus(PULSE_PORT,true);//读取中断状态GPIOPinIntClear(PULSE_PORT,ulstatus);if(ulstatus&PULSE_PIN){counter++;}} int main(){        jtagwait();//等待jtag                 systeminit();        timer0AInit();        ssiInit();        while(1)        {        if(num==10)//每一秒计算一次                {                                {temp=counter*31.41/6;                 speed=temp*36;         //m/s换成km/h                 temp=temp*0.01;                 mile=mile+temp;                                     }                 num=0;                counter=0;                }                  if (GPIOPinRead(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_4) == 0x00)//若按下KEY,则显示里程,否则显示速度          {timer2AInit();}          else              {timer1AInit();}}          }void Timer2ATimeoutIntHandler(void) //中断服务{         TimerIntClear(TIMER2_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT);//清楚中断标志位         v_qian=speed/1000;v_bai=speed/100%10;v_shi=speed/10%10;v_ge=speed%10;          disp_buf[0]=10;disp_buf[1]=v_qian;disp_buf[2]=v_bai;disp_buf[3]=12;disp_buf[4]=v_shi;disp_buf[5]=v_ge;         SSIDataPut(SSI_BASE,0xfe00|(disp_tab[disp_buf[0]]));         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xfd00|disp_tab[disp_buf[1]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xfb00|disp_tab[disp_buf[2]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xf700|disp_tab[disp_buf[3]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xef00|disp_tab[disp_buf[4]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xdf00|disp_tab[disp_buf[5]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));        }void Timer1ATimeoutIntHandler(void){    TimerIntClear(TIMER1_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT);         l_qian=mile/1000;l_bai=mile/100%10;l_shi=mile/10%10;l_ge=mile%10;disp_buf1[0]=11;disp_buf1[1]=l_qian;disp_buf1[2]=l_bai;disp_buf1[3]=l_shi;disp_buf1[4]=12;disp_buf1[5]=l_ge;                    SSIDataPut(SSI_BASE,0xfe00|(disp_tab[disp_buf1[0]]));         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xfd00|disp_tab[disp_buf1[1]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xfb00|disp_tab[disp_buf1[2]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xf700|disp_tab[disp_buf1[3]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xef00|disp_tab[disp_buf1[4]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));          SSIDataPut(SSI_BASE,0xdf00|disp_tab[disp_buf1[5]]);         SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));}void Timer0ATimeoutIntHandler(void){TimerIntClear(TIMER0_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT);//清楚中断标志位 num++;}
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